铝型材挤压模具设计的八大要点
一、铝型材的尺寸及偏差
铝型材的尺寸及偏差是由挤压模具、挤压设备和其他有关工艺因素决定的。
二、选择正确的铝挤压机吨位
选择挤压机吨位主要是根据挤压比来确定。如果挤压比低于10,铝型材产品机械性能低如果挤压比过高,铝型材产品很容易出现表面粗糙以及角度偏差等缺陷。实心铝型材常推荐挤压比在30左右,空心铝型材则在45左右。
三、挤压模具外形确定
挤压模具的外形尺寸是指挤压模具的外圆直径和厚度。挤压模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和强度来确定。
四、挤压模具模孔尺寸的确定
对于壁厚差很大的铝型材,难成形的薄壁部分及边缘尖角区应适当加大尺寸而对于宽厚比大的扁宽薄壁型材及壁板型材的模孔,桁条部分的尺寸可按一般型材设计,而腹板厚度的尺寸,除考虑公式所列的因素外,尚需考虑挤压模具的弹性变形与塑性变形及整体弯曲,距离挤压筒中心远近等因素。
此外,挤压速度、有无牵引装置等对模孔尺寸也有一定的影响。
五、合理调整铝金属的流动速度
合理调整铝金属流动速度,就是要尽量保证铝型材断面上每一个质点应以相同的速度流出模孔。挤压模具设计时,尽量采用多孔对称排列,根据铝型材的形状,各部分壁厚的差异和比周长的不同,及距离挤压筒中心的远近,来设计不等长的定径带。
一般来说,铝型材某处的壁厚越薄,周长越大,形状越复杂,离挤压筒中心越远,则此处的定径带应越短。如果当用定径带仍难于控制铝金属流速时,对于铝型材断面形状特别复杂、壁厚很薄、离中心很远的部分,可采用促流角或导料锥来加速铝金属流动。而对于那些壁厚大得多的部分或离挤压筒中心很近的地方,就应采用阻碍角进行补充阻碍,以减缓此处的`流速。
此外,还可以采用工艺平衡孔,工艺余量或者采用前室模、导流模、改变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节铝金属的流速。
六、挤压模具强度校核
由于铝型材挤压时模具的工作条件很恶劣,所以模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题。除了合理布置模孔的位置,选择合适的模具材料,设计合理的模具结构和外形之外,精确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的。
目前计算挤压力的公式很多,但经过修正的别尔林公式仍有工程价值。挤压力的上限解法,也有较好的适用价值用经验系数法计算挤压力比较简便。至于模具强度的校核,应根据产品的类型、模具结构等分别进行。
一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度。舌型模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和抗压强度,舌头和针尖部分还需要考虑抗拉强度等。
强度校核时的一个重要的基础问题是,选择合适的强度理论公式和比较精确的许用应力。近年来,对于特别复杂的模具,可用有限元法来分析其受力情况与校核强度。
七、合理的工作带尺寸
确定分流组合模的工作带,要比确定半模工作带复杂得多,不仅要考虑到型材壁厚差,距中心的远近,面且必须考虑到模孔被分流桥遮蔽的情况。处于分流桥底下的模孔,由于金属流进困难,工作带必须考虑减薄些。
在确定工作带时,首先要找出在分流桥下型材壁厚最薄处即金属流动阻力最大的地方,此处的最小工作带定为壁厚的两倍壁厚较厚或金属容易达到的地方,工作带要适当考虑加厚,一般按一定的比例关系,再加上易流动的修正值。
八、模孔空刀结构及尺寸
模孔空刀,就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。当铝型材壁厚≥2mm时,可采用比较容易加工的直空刀结构当t<2mm时,可选择在有悬臂处加工斜空刀。
其实工业铝型材可以做出很多异形结构,比如输送线上用的倍速链铝型材、边框铝型材、精益管铝型材、角码、角件、线槽、盖板、导轨铝型材、工装板铝材,电机壳铝材,电器铝材,打印机铝材还有各种各样的异型材。工业铝型材模具就有上万付,可见工业铝型材种类之多,应用之广。
1、由于铝合金挤压加工模具的工作条件十分恶劣,在挤压过程中需要经受高温、高压、高摩擦的作用,因此,要求使用高强耐热合金钢,而这些钢材的熔炼、铸造、锻造、热处理、电加工、机械加工和表面处理等工艺过程都非常复杂,这给模具加工带来了一系列的困难。
2、为了提高铝型材挤压加工模具的使用寿命和保证产品的表面品质,要求模腔工作带的粗糙度达到0.8-0.4μm,模子平面的粗糙度达到1.6μm以下,因此,在制模时需要采取特殊的抛光工艺和抛光设备。
3、由于挤压产品向高、精、尖方向发展,有的型材和管材的壁厚要求降到0.5mm左右,其挤压铝制品公差要求达到±0.05mm,为了挤压这种超高精度的产品,要求模具的制造精度达到0.01mm,采用传统的工艺是根本无法制造出来的,因此,要求更新工艺和采用新型专用设备。例如:数控车床,数控加工中心以及慢走丝加工等先进高精密度加工设备。
4、铝型材断面十分复杂,特别是超高精度的薄壁空心铝型材和多孔空心壁板铝型材,要求采用特殊的挤压模具结构,往往在一块模子上同时开设有多个异形孔腔,各截面的厚度变化急剧,相关尺寸复杂,圆弧拐角很多,这给模具的加工和热处理带来了很多麻烦。
5、铝型材挤压加工产品的品种繁多,批量小,换模次数频繁,要求模具的适应性强,因此,要求提高制模的生产效率,尽量缩短制模周期,能很快变更制模程序,能准确无误地按图纸加工出合格的模具,把修模的工作量减少到*低程度。
6、由于铝型材挤压加工产品应用范围日趋广泛,规格范围十分宽广,因此,有轻至数千克的、外形尺寸为100mm×25mm的小模子,也有重达2000kg以上的、外形尺寸为1800mm×450mm的大模子。有轻至几千克的、外形尺寸为65mmx800mm的小型挤压轴,也有重达100t以上、外形尺寸为2500mmx2600mm的大型挤压筒。模具的规格和品质上的巨大差异,要求采用完全不同的制造方法和程序,采用完全不同的加工设备。
7、挤压工模具的种类繁多,结构复杂,装配精度要求很高,除了要求采取特殊的加工方法和采用特殊的设备以外,尚需采用特殊的工装卡具和刀具以及特殊的热处理方法。
8、为了提高模具的品质和使用寿命,除了选择合理的材料和进行优化设计以外,尚需采用*佳的热处理工艺和表面强化处理工艺,以获得适中的模具硬度和高表面品质,这对于形状特别复杂的难挤压制品和特殊结构的模具来说显得特别重要。
一、摩擦纹模具每次光模上机挤压后,纹路都不能一一对应,有轻有重。
主要原因在挤压过程中,型材流出模孔的瞬间与工作带紧紧地靠在一起,构成一对热状态下的干摩擦副,且将工作带分成两个区——粘着区和滑动区。在粘着区内,金属质点受到至少来自两个方面的力的作用:摩擦力和剪切力。当粘着区内金属质点所受摩擦力大于剪切力时,金属质点就会粘附在粘着区工作带表面上,并将型材表面擦伤而形成摩擦纹。
解决办法1、调整模具工作带出口角α,使其在-1°~-3°范围内,这样可降低工作带粘着区高度,减小该区的摩擦力,增大滑动区;2、进行高效的模具氮化处理,使模具表面硬度保持在HV900
以上;工作带表面渗硫可降低粘着区摩擦力,减少摩擦纹。
二、组织条纹主要原因分析铸锭铸造组织不均匀,成分偏析,铸锭表皮下存在较严重的缺陷,铸锭的均匀比处理不充分等,在随后的挤压过程中导致型材表面成分不均匀,从而使型材氧化后的着色能力不相同,形成组织条纹。
解决办法1、合理执行铸造工艺,消除或减轻组织偏析;2、铸锭表面车皮;3、认真进行铸锭均匀化处理。
三、金属亮纹在氧化白料中表现发亮,大多数情况下为笔直条状且宽度不定,在氧化着色料中该条纹呈浅色条状。
主要原因分析由于金属流动出现摩擦或变形极其剧烈时,金属局部温度会上升很高,另外金属流动不均匀也会导致晶粒发生剧烈破碎,然后发生再结晶,致使该处组织发生变化,在随后的氧化处理中导致型材表面出现纵向的亮条纹,着色处理中致使型材着不上色或呈现浅色条纹。
解决办法1、合理设计模具结构;2、模具加工要注意工作带的过渡,防止出现工作带落差;3、保证模桥呈水滴形,消除棱角。
四、焊合条纹焊合条纹又称焊缝,笔直通长,在氧化白料中多呈现浅灰色,着色料中多显浅色。
主要原因分析1、模具分流孔设计过小;2、焊合室深度不够,不能保证有足够的压力;3、挤压时模具焊合室内铝料供应不足;4、挤压工艺不合理,润滑不当。
解决办法1、合理设计模具结构;2、注意挤压温度和挤压速度的协调;3、尽量减少润滑或不润滑。
大概就是这样。因为铝格模具分有:分流模具,平面模具,假分流模具,制造过程有小小变化的,如果唔明白的话可以联系我。
1.挤压件分类
2.简单挤压模具的结构和设计要点
3.分流组合挤压模的结构和设计要点:
挤压件分类:
实心型材:整个型材断面上均无孔。
中空型材:型材断面上有孔。
简单挤压模具的结构和设计要点:
筒单挤压模有两种:第一种是实心型材挤压模。第二种是空心型材挤压模。具体结构如下:
1)挤压筒:用高强度合金钢制造的多层圆筒体,一般内衬套可卸下。长度根据挤压机吨位确定。材料:外套5CrMnMo,
内套3Cr2W8V。
2)模支承:保证模子和模垫同心,是安装模子、模垫时的辅具。
3)
模垫:模垫和模子外形尺寸相同,其厚度为模子厚度的3倍,与模具一起承受挤压力。模垫、模孔尺寸比模子的稍大。材料:合金工具钢。
4)
压型嘴:保证模具在挤压过程中不移位及与挤压筒紧密配合的辅具,结构及尺寸根据挤压机吨位确定。
5)
挤压垫片:防止挤压轴与被挤压的金属直接接触的辅具。其外径较挤压筒内径小一些,厚度在40至150mm之间。
6)
挤压轴:挤压轴工作时伸进挤压筒中,并与挤压垫接触,挤压轴承受挤压机的最大挤压力。材料:3Cr2W8V。
模孔配置原则:
单孔型材模孔配置:一般是让模也重心与模具中心重合。如果壁厚变化非常大,应把最薄的部位配置在模具中心,
多孔型材模孔配置:对于断面较小或断面对称性较差的型材,通常采用多孔模。多孔模各模孔间距不应过小。
模孔工作带的确定:
1)
以整个型材难出料处为基准,该处工作带长度为成品厚度的(1.5至2)倍。
2)
与基准点相邻近的工作带长度为基准点工作带长度加1mm。
3)
型材厚度相同时,与模具中心距离相等处工作带长度也相同。
4)
由模具中心算起,每相距10mm工作带长度增减数值可查阅相关文献。
5)
工作带的空刀:空刀过多,模具工作带强度减弱。
阻碍角:
当模孔工作带长度大于15至25mm时,实际上,由于尺寸收缩金属已不与工作带贴合,此时,可用阻碍角调节金属流速。工作带母线与挤压中心线之间夹角为阻碍角,最有效阻碍角为3度至5度。
促流角:一般促流角是在模具工作端面上作成对称的锥面或者倾斜的锥面。
这些知识好多,要看专业书才能全面。
一般的分流模都是带有腔体的界面型材开的,因为带腔体的型材成型过程需要焊合(反向挤压除外)。
也有一部分型材截面比较特殊,就是开口很小,但尺寸深度很深(还有其他情况),不带腔体的,为了保证成型OK,也需要开分流模(我们称其为假分流),这种型材也可以开成平模(一整体),但开模技术,和生产技术要求非常高,一般都开分流模。
当然你如果是用反向挤压或是互动的都可以开整体的